Generering av en mus spontan autoimmun tyreoiditt modell
Summary
Flere typer dyremodeller av Hashimotos tyreoiditt har blitt etablert, som har spontan autoimmun tyroiditt i NOD-musen. H-2h4 mus er en enkel og pålitelig modell for HT-induksjon. Denne artikkelen beskriver denne tilnærmingen og evaluerer den patologiske prosessen for en bedre forståelse av SAT-murinmodellen.
Abstract
I de senere år har Hashimotos tyreoiditt (HT) blitt den vanligste autoimmune skjoldbrusk sykdommen. Det er preget av lymfocyttinfiltrasjon og deteksjon av spesifikke serumautoantistoffer. Selv om den potensielle mekanismen fortsatt ikke er klar, er risikoen for Hashimotos tyreoiditt relatert til genetiske og miljømessige faktorer. For tiden finnes det flere typer modeller av autoimmun tyroiditt, inkludert eksperimentell autoimmun tyroiditt (EAT) og spontan autoimmun tyroiditt (SAT).
EAT hos mus er en vanlig modell for hormonbehandling, som immuniseres med lipopolysakkarid (LPS) kombinert med tyreoglobulin (Tg) eller suppleres med komplett Freunds adjuvans (CFA). EAT-musemodellen er allment etablert i mange typer mus. Imidlertid er sykdomsprogresjonen mer sannsynlig forbundet med Tg-antistoffresponsen, som kan variere i forskjellige eksperimenter.
SAT er også mye brukt i studiet av hormonbehandling i NOD. H-2H4 mus. The NOD. H2h4 mus er en ny stamme hentet fra krysset av nonobese diabetiker (NOD) mus med B10. A(4R), som induseres signifikant for hormonbehandling med eller uten jod. Under induksjonen ble NOD. H-2h4 mus har et høyt nivå av TgAb ledsaget av lymfocyttinfiltrasjon i skjoldbruskkjertelfollikkelvevet. For denne typen musemodell er det imidlertid få studier for å evaluere den patologiske prosessen under induksjon av jod.
En SAT-musemodell for HT-forskning er etablert i denne studien, og den patologiske endringsprosessen evalueres etter en lang periode med jodinduksjon. Gjennom denne modellen kan forskere bedre forstå den patologiske utviklingen av hormonbehandling og screene nye behandlingsmetoder for hormonbehandling.
Introduction
Hashimotos tyreoiditt (HT), også kjent som kronisk lymfatisk tyreoiditt eller autoimmun tyreoiditt, ble først rapportert i 19121. HT er preget av lymfocyttinfiltrasjon og skade på skjoldbruskkjertelfollikulært vev. Laboratorietester manifesteres hovedsakelig som økende thyroid-spesifikke antistoffer, inkludert anti-tyreoglobulinantistoff (TgAb) og anti-thyroid peroxidase antistoff (TPOAb)2. Forekomsten av HT ligger i området 0,4% -1,5%, og står for 20% -25% av alle skjoldbrusk sykdommer, og denne verdien har økt de siste årene3. I tillegg har et stort antall studier rapportert at hormonbehandling er assosiert med onkogenese og tilbakefall av papillær skjoldbruskkarsinom (PTC) 4,5; De potensielle mekanismene er fortsatt kontroversielle. Autoimmun tyroiditt er også en viktig faktor i kvinnelig infertilitet6. Derfor må patogenesen av hormonbehandling være tydelig, for hvilken en stabil og enkel dyremodell er avgjørende.
For å studere etiologien til HT har to hovedtyper av murinmodeller blitt anvendt, inkludert eksperimentell autoimmun tyroiditt (EAT) og spontan autoimmun tyroiditt (SAT) i de nåværende studiene 7,8. Følsomme mus ble immunisert med spesifikke thyreoideaantigener (inkludert rå skjoldbruskkjertel, renset tyreoglobulin [TG], tyreoideaperoksidase [TPO], rekombinant TPO-ektodomene og utvalgte TPO-peptider) for å etablere EAT murin-modellen. I tillegg brukes adjuvans, inkludert lipopolysakkarid (LPS), komplett Freunds adjuvans (CFA) og andre uvanlige adjuvanser, også under immuniseringen for å bryte ned immuntoleransen 9,10,11,12,13,14,15,16,17.
SAT-modellen er en viktig modell for å studere spontan utvikling av autoimmun tyreoiditt, som er basert på NOD. H-2H4 mus. The NOD. H-2h4 mus er en ny stamme hentet fra krysset av NOD og B10. A(4R) mus, etterfulgt av flere tilbakekryssinger til NOD, med det autoimmune tyreoidittfølsomhetsgenet IAk18,19. NIKKE. H-2h4-mus utvikler ikke diabetes, men har høy forekomst av autoimmun tyreoiditt og Sjøgrens syndrom (SS)19. Studier har funnet at intracellulært adhesjonsmolekyl-1 (ICAM-1) er sterkt uttrykt i skjoldbruskkjertelvevet av NOD. H-2H4 mus ved 3-4 ukers alder. Videre, med økningen i jodinntaket, blir immunogeniciteten til tyroglobulinmolekylet forbedret, noe som ytterligere oppregulerer ekspresjonen av ICAM-1, som spiller en viktig rolle i prosessen med monocytinfiltrasjon21. Denne modellen simulerer den autoimmune prosessen mens den verifiserer forholdet mellom joddose og sykdommens alvorlighetsgrad. Den etablerte metoden er stabil, med stor sannsynlighet for suksess. SAT-modellen har blitt brukt til å indusere autoimmun tyroiditt i mange år og fortsetter å være en effektiv metode for å studere patogenesen av autoimmun tyroiditt. Den nåværende konstruksjonsmetoden til EAT-modellen er imidlertid mer komplisert og kostbar; Ulike laboratorier bruker forskjellige immuniseringsmetoder og injeksjonssteder. Videre har mus med ulik genetisk bakgrunn forskjellige induksjonshastigheter, som trenger videre studier for å avsløre den potente mekanismen.
Imidlertid er utviklingen av skjoldbruskbetennelse i SAT-modellen forbundet med natriumjodid, seksuell dimorfisme og oppdrettsforholdene. For å avsløre riktig prosedyre for autoimmun tyroiditt i SAT-modellen, beskrev denne artikkelen metoden for induksjon av autoimmun tyroiditt under forskjellige forhold. I tillegg tillater det studier av patogenesen og immunologisk fremgang av autoimmun tyroiditt i forskjellige stadier av denne sykdommen.
Protocol
Representative Results
Discussion
HT oppstår på grunn av en autoimmun systemforstyrrelse forårsaket av lymfocytter som infiltrerer skjoldbruskkjertelen, noe som ytterligere svekker skjoldbruskfunksjonen, samtidig som skjoldbruskspesifikke antistoffer produseres. Serumnivåer av TSH, TgAb og TPOAb hos HT-pasienter er signifikant forhøyet27. For tiden er to hovedtyper av murinmodeller mye brukt til å studere etiologien til autoimmun tyroiditt: EAT og SAT29. EAT-mus immuniseres for det meste ved hjelp av …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Monoklonale antistoffer mot humant TPO (brukt som positive kontroller) ble gitt av Dr. P. Carayon og Dr. J. Ruf (Marseille, Frankrike). Forfatterne takker alle deltakerne i denne studien og medlemmene av vårt forskerteam. Dette arbeidet ble delvis støttet av tilskudd fra Postdoctoral Sustentation Fund of West China Hospital, Sichuan University, Kina (2020HXBH057) og Sichuan Province Science and Technology Support Program (Project No. 2021YFS0166)
Materials
| Butorphanol tartrate | Supelco | L-044 | |
| Dexmedetomidine hydrochloride | Sigma-Aldrich | 145108-58-3 | |
| Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) well | Sigma-Aldrich | M9410-1CS | |
| Ethanol | macklin | 64-17-5 | |
| Freund’s Adjuvant, Complete | Sigma-Aldrich | F5881 | |
| Freund’s Adjuvant, Incomplete | Sigma-Aldrich | F5506 | |
| Goat anti-Mouse IgG | invitrogen | SA5-10275 | |
| Midazolam solution | Supelco | M-908 | |
| Mouse/rat thyroxine (T4) ELISA | Calbiotech | DKO045 | |
| Paraformaldehyde | macklin | 30525-89-4 | |
| Propidium iodide | Sigma-Aldrich | P4864 | |
| Sodium Iodine | Sigma-Aldrich | 7681-82-5 | |
| Thyroglobulin | Sigma-Aldrich | T1126 | |
| Thyroglobulin ELISA Kit | Thermo Scientific | EHTGX5 | |
| TSH ELISA | Calbiotech | DKO200 | |
| Xylene | macklin | 1330-20-7 |
Riferimenti
- Ralli, M., et al. Hashimoto’s thyroiditis: An update on pathogenic mechanisms, diagnostic protocols, therapeutic strategies, and potential malignant transformation. Autoimmunity Reviews. 19 (10), 102649 (2020).
- Zhang, Q. Y., et al. Lymphocyte infiltration and thyrocyte destruction are driven by stromal and immune cell components in Hashimoto’s thyroiditis. Nature Communications. 13 (1), 775 (2022).
- Ruggeri, R. M., et al. Autoimmune comorbidities in Hashimoto’s thyroiditis: different patterns of association in adulthood and childhood/adolescence. European Journal of Endocrinology. 176 (2), 133-141 (2017).
- Resende de Paiva, C., Grønhøj, C., Feldt-Rasmussen, U., von Buchwald, C. Association between Hashimoto’s thyroiditis and thyroid cancer in 64,628 patients. Frontiers in Oncology. 7, 53 (2017).
- Ehlers, M., Schott, M. Hashimoto’s thyroiditis and papillary thyroid cancer: are they immunologically linked. Trends in Endocrinology and Metabolism. 25 (12), 656-664 (2014).
- Medenica, S., et al. The role of cell and gene therapies in the treatment of infertility in patients with thyroid autoimmunity. International Journal of Endocrinology. 2022, 4842316 (2022).
- Rose, N. R. The genetics of autoimmune thyroiditis: the first decade. Journal of Autoimmunity. 37 (2), 88-94 (2011).
- Kolypetri, P., King, J., Larijani, M., Carayanniotis, G. Genes and environment as predisposing factors in autoimmunity: acceleration of spontaneous thyroiditis by dietary iodide in NOD.H2(h4) mice. International Reviews of Immunology. 34 (6), 542-556 (2015).
- Terplan, K. L., Witebsky, E., Rose, N. R., Paine, J. R., Egan, R. W. Experimental thyroiditis in rabbits, guinea pigs and dogs, following immunization with thyroid extracts of their own and of heterologous species. The American Journal of Pathology. 36 (2), 213-239 (1960).
- Alexopoulos, H., Dalakas, M. C. The immunobiology of autoimmune encephalitides. Journal of Autoimmunity. 104, 102339 (2019).
- Noviello, C. M., Kreye, J., Teng, J., Prüss, H., Hibbs, R. E. Structural mechanisms of GABA receptor autoimmune encephalitis. Cell. 185 (14), 2469-2477 (2022).
- Pudifin, D. J., Duursma, J., Brain, P. Experimental autoimmune thyroiditis in the vervet monkey. Clinical and Experimental Immunology. 29 (2), 256-260 (1977).
- Esquivel, P. S., Rose, N. R., Kong, Y. C. Induction of autoimmunity in good and poor responder mice with mouse thyroglobulin and lipopolysaccharide. The Journal of Experimental Medicine. 145 (5), 1250-1263 (1977).
- Kong, Y. C., et al. HLA-DRB1 polymorphism determines susceptibility to autoimmune thyroiditis in transgenic mice: definitive association with HLA-DRB1*0301 (DR3) gene. The Journal of Experimental Medicine. 184 (3), 1167-1172 (1996).
- Kotani, T., Umeki, K., Hirai, K., Ohtakia, S. Experimental murine thyroiditis induced by porcine thyroid peroxidase and its transfer by the antigen-specific T cell line. Clinical and Experimental Immunology. 80 (1), 11-18 (1990).
- Ng, H. P., Banga, J. P., Kung, A. W. C. Development of a murine model of autoimmune thyroiditis induced with homologous mouse thyroid peroxidase. Endocrinology. 145 (2), 809-816 (2004).
- Ng, H. P., Kung, A. W. C. Induction of autoimmune thyroiditis and hypothyroidism by immunization of immunoactive T cell epitope of thyroid peroxidase. Endocrinology. 147 (6), 3085-3092 (2006).
- Ellis, J. S., Braley-Mullen, H. Mechanisms by which B cells and regulatory T Cells influence development of murine organ-specific autoimmune diseases. Journal of Clinical Medicine. 6 (2), 13 (2017).
- Fang, Y., Yu, S., Braley-Mullen, H. Contrasting roles of IFN-gamma in murine models of autoimmune thyroid diseases. Thyroid. 17 (10), 989-994 (2007).
- Fang, Y., Zhao, L., Yan, F. Chemokines as novel therapeutic targets in autoimmune thyroiditis. Recent Patents on DNA & Gene Sequences. 4 (1), 52-57 (2010).
- Chen, C. R., et al. Antibodies to thyroid peroxidase arise spontaneously with age in NOD.H-2h4 mice and appear after thyroglobulin antibodies. Endocrinology. 151 (9), 4583-4593 (2010).
- Ruf, J., et al. Relationship between immunological structure and biochemical properties of human thyroid peroxidase. Endocrinology. 125 (3), 1211-1218 (1989).
- McLachlan, S. M., Aliesky, H. A., Chen, C. R., Chong, G., Rapoport, B. Breaking tolerance in transgenic mice expressing the human TSH receptor A-subunit: thyroiditis, epitope spreading and adjuvant as a ‘double edged sword’. PLoS One. 7 (9), e43517 (2012).
- McLachlan, S. M., Aliesky, H. A., Chen, C. R., et al. Breaking tolerance in transgenic mice expressing the human TSH receptor A-subunit: thyroiditis, epitope spreading and adjuvant as a ‘double edged sword’[J]. PLoS One. 7 (9), e43517 (2012).
- Hutchings, P. R., et al. Both CD4(+) T cells and CD8(+) T cells are required for iodine accelerated thyroiditis in NOD mice. Cellular Immunology. 192 (2), 113-121 (1999).
- Xue, H., et al. Dynamic changes of CD4+CD25 + regulatory T cells in NOD.H-2h4 mice with iodine-induced autoimmune thyroiditis. Biological Trace Element Research. 143 (1), 292-301 (2011).
- Hou, X., et al. Effect of halofuginone on the pathogenesis of autoimmune thyroid disease in different mice models. Endocrine, Metabolic & Immune Disorders Drug Targets. 17 (2), 141-148 (2017).
- McLachlan, S. M., et al. Dissociation between iodide-induced thyroiditis and antibody-mediated hyperthyroidism in NOD.H-2h4 mice. Endocrinology. 146 (1), 294-300 (2005).
- Danailova, Y., et al. Nutritional management of thyroiditis of hashimoto. International Journal of Molecular Sciences. 23 (9), 5144 (2022).
- Carayanniotis, G. Molecular parameters linking thyroglobulin iodination with autoimmune thyroiditis. Hormones. 10 (1), 27-35 (2011).
- Verginis, P., Li, H. S., Carayanniotis, G. Tolerogenic semimature dendritic cells suppress experimental autoimmune thyroiditis by activation of thyroglobulin-specific CD4+CD25+ T cells. Journal of Immunology. 174 (11), 7433-7439 (2005).
- Flynn, J. C., et al. Superiority of thyroid peroxidase DNA over protein immunization in replicating human thyroid autoimmunity in HLA-DRB1*0301 (DR3) transgenic mice. Clinical and Experimental Immunology. 137 (3), 503-512 (2004).
- Akeno, N., et al. IFN-α mediates the development of autoimmunity both by direct tissue toxicity and through immune cell recruitment mechanisms. Journal of Immunology. 186 (8), 4693-4706 (2011).
